毫米波/太赫兹波成像设备制造技术

本公开提供一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至其中毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中准光学组件包括多棱柱体转镜和转轴，其中多棱柱体转镜能够绕其中转轴旋转，其中转轴与其中水平面的角度为30°至60°，其中多棱柱体转镜的每个侧面分别设置有反射板，且多个其中反射板与其中转轴之间的角度是不同的。该毫米波/太赫兹波成像设备，通过驱动多棱柱体转镜绕转轴旋转，以带动多个反射板同时转动，以对视场的水平方向进行扫描，由于多个反射板与转轴的角度是不同的，从而可以实现像素差值，因此能够降低探测器的数目，且控制简单。

Millimeter/terahertz wave imaging equipment

The present disclosure provides a millimeter/terahertz wave imaging device, including a quasi-optical component and a millimeter/terahertz wave detector array, in which the quasi-optical component is suitable for reflecting and converging millimeter/terahertz waves spontaneously emitted or reflected back by the detected object to a millimeter/terahertz wave detector array therein, in which the quasi-optical component includes a multi-prism rotating mirror and a rotating axis, many of which are included. The prism rotating mirror can rotate around the rotating axis, and the angle between the rotating axis and the horizontal plane is 30 to 60 degrees. Each side of the multi-prism rotating mirror has a reflecting plate, and the angle between the reflecting plate and the rotating axis is different. The millimeter wave/terahertz wave imaging device can scan the horizontal direction of the field of view by driving the multi-prism rotating mirror to rotate around the rotating axis at the same time. Because the angles of the multi-reflector and the rotating axis are different, the difference of pixels can be realized, so the number of detectors can be reduced and the control is simple.

【技术实现步骤摘要】
毫米波/太赫兹波成像设备
本公开涉及安检
，特别是涉及一种毫米波/太赫兹波成像设备。
技术介绍
在当前国内外防恐形势日益严峻的形势下，恐怖分子利用隐匿方式随身携带刀具、枪支、爆炸物等危险物品对公共安全构成了严重的威胁。基于被动式毫米波/太赫兹波的人体安检技术，具有独特的优点，通过检测目标本身的毫米波/太赫兹波辐射实现成像，无需主动辐射，对人体进行安检，利用毫米波/太赫兹波的穿透能力实现藏匿危险物的检测。根据成像体制的不同，被动式毫米波和太赫兹波成像技术可以分为焦平面成像体制和基于机械扫描的成像体制。基于焦平面成像技术的毫米波太赫兹相机使用复杂的技术而且需要特殊的装置，其基本原理是通过分布在焦平面上的众多单元天线以及适当的反射镜、透镜对目标的不同位置同时成像。如美国NorthropGrumman公司的NGC系统，使用焦平面阵列天线可以实现实时成像，但是系统复杂，例如NGC系统在水平15°，垂直10°的视场分辨率为0.5°的角分辨率，需要1040个探测器。由此可见，该成像体制所需的探测器数量庞大，成本很高。
技术实现思路
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。根据本公开一个方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括：准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，所述准光学组件包括多棱柱体转镜和聚焦透镜，所述多棱柱体转镜的转轴与水平面之间的角度为30°至60°，所述多棱柱体转镜的每个侧面分别设置有反射板，且多个所述反射板与所述转轴之间的角度是不同的，以使得当所述多棱柱体转镜绕所述转轴旋转时，多个所述反射板依次对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射。在一些实施例中，所述聚焦透镜设置在被检对象和所述多棱柱体转镜之间或设置在所述多棱柱体转镜和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。在一些实施例中，所述多棱柱体转镜的所述反射板的数量为m个，其中，m≥3，m个所述反射板与所述转轴之间的角度沿着所述旋转方向以α的增量递增或递减，其中α由下列等式算出：式中，λ为所述毫米波/太赫兹波的波长，D为所述聚焦透镜的直径。在一些实施例中，当m为奇数时，m个所述反射板中沿旋转方向的第1个反射板与所述转轴之间的角度为0°，第个反射板与所述转轴之间的角度为第个反射板与所述转轴之间的角度为在一些实施例中，当m为偶数时，m个所述反射板中沿旋转方向的第1个反射板与所述转轴之间的角度为第个反射板与所述转轴之间的角度为第个所述反射板与所述转轴之间的角度为在一些实施例中，所述转轴与所述水平面的角度为45°。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括驱动装置，所述驱动装置适用于驱动所述多棱柱体转镜绕所述转轴旋转。在一些实施例中，6≥m。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器呈线性分布。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于被检对象的扫描数据并生成毫米波/太赫兹波图像；和显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自数据处理装置的毫米波/太赫兹波图像。在一些实施例中，该毫米波/太赫兹波成像设备还包括校准源，所述校准源在所述准光学组件的物面上，所述数据处理装置接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于所述校准源的校准数据，并基于所接收的所述校准数据更新所述被检对象的图像数据。在一些实施例中，所述校准源的长度方向平行于所述反射板的转轴，所述校准源的长度大于等于所述毫米波/太赫兹波探测器阵列在平行于所述水平轴线方向上的视场大小。在一些实施例中，所述校准源为吸波材料、黑体或半导体致冷器。根据本公开上述各种实施例所述的毫米波/太赫兹波成像设备，通过采用多棱柱体转镜，该多棱柱体转镜的转轴与水平面之间的角度为30°至60°，且多棱柱体转镜的每个侧面分别设置有反射板，且多个反射板与转轴之间的角度是不同的，以使得当多棱柱体转镜绕转轴旋转时，多个反射板分别对被检对象位于视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，从而可以实现像素差值，因此能够降低探测器的数目，且控制简单。附图说明图1为根据本公开的一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的结构示意图；图2为根据本公开的另一实施例的多棱柱体转镜的各反射板与转轴之间的角度的示意图；图3为根据本公开的一种毫米波/太赫兹波成像设备的原理示意图；图4为根据本公开的又一实施例的聚焦透镜位于被检对象和反射板之间的结构示意图；图5为根据本公开的一个实施例的总像素与稀疏排布的毫米波/太赫兹波探测器阵列的示意图；以及图6为根据本公开的一个实施例的总像素与不同反射板的扫描像素的示意图。具体实施方式虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的公开，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本公开所描述的示例性实施例。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示意性地示出了根据本公开的一实施例的毫米波/太赫兹波成像设备。该成像设备包括准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列2，其中准光学组件适用于将被检对象31自发辐射的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至毫米波/太赫兹波探测器阵列2，其中，准光学组件包括三棱柱体转镜1和聚焦透镜4，三棱柱体转镜1的转轴11与水平面之间的角度为45°，三棱柱体转镜1的每个侧面分别设置有反射板1A、1B、1C，这三个反射板1A、1B、1C适用于接收并反射来自被检对象31的毫米波/太赫兹波，并且三个反射板1A、1B、1C与转轴11之间的角度是不同的，如图2所示。当三棱柱体转镜1绕转轴11转动一圈时，可以通过三个反射板1A、1B、1C依次对被检对象位于视场3不同水平位置的部分自发辐射的毫米波/太赫兹波进行反射，例如反射板1A对被检对象位于视场3的前部位置自发辐射的波束进行反射，反射板1B对被检对象位于视场3的中间位置自发辐射的波束进行反射，反射板1C对被检对象位于视场3的后部位置自发辐射的波束进行反射。根据本公开的实施例，该毫米波/太赫兹波成像设备通过多棱柱体转镜1上的三个反射板1A、1B、1C接收并反射由被检对象31自发辐射的波束，并经聚焦透镜4的汇聚作用后由毫米波/太赫兹波探测器阵列2接收(如图3所示)。由于三个反射板1A、1B、1C与转轴11之间的角度是不同的。当多棱柱体转镜1绕转轴11转动一圈时，可以通过三个反射板1A、1B、1C对视场的水平方向进行全面反射，由于三个反射板1A、1B、1C与转轴11之间的角度是不同的，从而可以实现像素差值，因此可以将毫米波/太赫兹波探测器阵列2的探测器稀疏分布，从而降低探测器的数量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括：准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，所述准光学组件包括多棱柱体转镜和聚焦透镜，所述多棱柱体转镜的转轴与水平面之间的角度为30°至60°，所述多棱柱体转镜的每个侧面分别设置有反射板，且多个所述反射板与所述转轴之间的角度是不同的，以使得当所述多棱柱体转镜绕所述转轴旋转时，多个所述反射板依次对所述被检对象位于视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括：准光学组件和毫米波/太赫兹波探测器阵列，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，其中，所述准光学组件包括多棱柱体转镜和聚焦透镜，所述多棱柱体转镜的转轴与水平面之间的角度为30°至60°，所述多棱柱体转镜的每个侧面分别设置有反射板，且多个所述反射板与所述转轴之间的角度是不同的，以使得当所述多棱柱体转镜绕所述转轴旋转时，多个所述反射板依次对所述被检对象位于视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波进行反射。2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述聚焦透镜设置在被检对象和所述多棱柱体转镜之间或设置在所述多棱柱体转镜和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。3.根据权利要求2所述的成像设备，其中，所述多棱柱体转镜的所述反射板的数量为m个，其中，m≥3，m个所述反射板与所述转轴之间的角度沿着旋转方向以α的增量递增或递减，其中α由下列等式算出：式中，λ为所述毫米波/太赫兹波的波长，D为所述聚焦透镜的直径。4.根据权利要求3所述的成像设备，其中，当m为奇数时，m个所述反射板中沿所述旋转方向的第1个反射板与所述转轴之间的角度为0°，第个反射板与所述转轴之间的角度为第个反射板与所述转轴之间的角度为5.根据权利要求3所述的成像设备，其中，当m为偶数时，m个所述反射板中沿所述旋转方向的第1个反射板与所述转轴之间的角度为第个反射板与所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元景，游燕，赵自然，武剑，马旭明，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11